Struttura della membrana

Ogni giorno, migliaia di ingegneri strutturisti progettano componenti strutturali utilizzando formule di verifica che includono il carico critico di instabilità. Ma da dove provengono queste antiche formule che Leonard Euler ha istituito oltre 200 anni fa e che costituiscono la base di tutti e tre i concetti di progettazione nelle costruzioni in acciaio?

Questo documento è incentrato sugli aspetti specifici della progettazione di strutture a membrana che hanno requisiti specifici, come il form-finding e la generazione di schemi di taglio. Una parte integrante della progettazione di queste strutture è il processo di ricerca di forme precompresse adatte e la generazione di schemi di taglio. Il testo descrive brevemente due processi di base nella progettazione di strutture a membrana. Lo scopo è quello di illustrare la loro natura fisica e di dimostrare le singole affermazioni con esempi di accompagnamento.

La conformità alle normative edilizie, come l'Eurocodice, è essenziale per garantire la sicurezza, l'integrità strutturale e la sostenibilità di edifici e strutture. La fluidodinamica computazionale (CFD) svolge un ruolo fondamentale in questo processo simulando il comportamento dei fluidi, ottimizzando i progetti e aiutando architetti e ingegneri a soddisfare i requisiti dell'Eurocodice relativi all'analisi del carico del vento, alla ventilazione naturale, alla sicurezza antincendio e all'efficienza energetica. Integrando CFD nel processo di progettazione, i professionisti possono creare edifici più sicuri, più efficienti e conformi che soddisfano i più alti standard di costruzione e progettazione in Europa.

Il tipo di carico di ristagno consente di simulare le azioni della pioggia su superfici curve multiple, tenendo conto degli spostamenti secondo l'analisi a grandi spostamenti.

Questo processo numerico della pioggia analizza la geometria della superficie assegnata e determina quali componenti della pioggia defluiscono e quali si raccolgono in pozzanghere (sacche d'acqua) sulla superficie. La dimensione dell'accumulo d'acqua risulta quindi in un carico verticale corrispondente per l'analisi strutturale.

Ad esempio, è possibile utilizzare questa funzione nell'analisi di geometrie di coperture a membrana approssimativamente orizzontali soggette al carico della pioggia.

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Rispetto al modulo aggiuntivo RF-FORM-FINDING (RFEM 5), le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte all'add-on Form-finding per RFEM 6:

• Specifica di tutte le condizioni al contorno di carico di form-finding in un caso di carico
• Memorizzazione dei risultati di form-finding come stato iniziale per ulteriori analisi del modello
• Assegnazione automatica dello stato iniziale di form-finding tramite procedure guidate di combinazione a tutte le situazioni di carico di una situazione di progetto
• Inoltre, condizioni al contorno della geometria di form-finding per le aste (lunghezza non sollecitata, flessione verticale massima, flessione verticale nel punto basso)
• Condizioni al contorno del carico di ricerca della forma aggiuntivo per le aste (forza massima nell'asta, forza minima nell'asta, componente di trazione orizzontale, trazione all'estremità i, trazione all'estremità j, trazione minima all'estremità i, trazione minima all'estremità j)
• Tipo di materiale "Tessuto" e "Lamina" nella libreria dei materiali
• Form-finding paralleli in un modello
• Simulazione degli stati di form-finding della costruzione in sequenza in connessione con l'add-on Analisi delle fasi costruttive (CSA)

Una volta attivato l'add-on Form-Finding nei Dati di base, un effetto form-finding viene assegnato ai casi di carico con la categoria del caso di carico "Precompressione" in combinazione con i carichi form-finding dall'asta, dalla superficie e dal solido catalogo dei carichi. Questo è un caso di carico di precompressione. Quindi si trasforma in un'analisi di form-finding per l'intero modello con tutti gli elementi di aste, superfici e solidi definiti in esso. È possibile ottenere il form-finding degli elementi di aste e membrane pertinenti nel modello generale utilizzando carichi di form-finding speciali e definizioni di carico regolari. Questi carichi di form-finding descrivono lo stato di deformazione o forza previsto dopo il form-finding negli elementi. I carichi regolari descrivono il carico esterno dell'intero sistema.